植物學(xué)教學(xué)課件：4-root-1

形態(tài)初生構(gòu)造次生構(gòu)造側(cè)根第四章根rootButtressroots1玉米:Proproots第一節(jié)根的功能Root’sfunctionsOrganAnchorsplantAbsorbsmineralsandwaterStoresorganicnutrients2Storageroots(a)Proproots(b)(d)Buttressroots儲(chǔ)藏根板根3紅樹(shù):呼吸根Pneumatophores4Prunella

vulgaris夏枯草用于無(wú)性繁殖5Doddertendrilschokingapickleweedplant.6“Strangling”Aerialroots7第二節(jié)根的形態(tài)根root根系rootsystem1.定根normalroot

2.不定根adventitiousroot

直根系taprootsystem須根系fibrousrootsystem主根mainroot側(cè)根lateralroot8主根種子萌發(fā)時(shí)，胚根長(zhǎng)成主根。9根產(chǎn)生的各級(jí)大小分支，稱為側(cè)根.10由莖、葉、老根或胚軸上產(chǎn)生的根，其發(fā)生位置不固定------不定根不定根小麥主根及胚軸上產(chǎn)生的根11根系的類型

1.直根系有明顯而發(fā)達(dá)的主根，主根上再生出各級(jí)側(cè)根，這種根系稱為直根系。裸子植物和絕大多數(shù)雙子葉植物根系。122.須根系

主根生長(zhǎng)緩慢或停止，主要由不定根組成的根系，稱為須根系。大多數(shù)單子葉植物根系的特征。131415第三節(jié)根的初生生長(zhǎng)與初生構(gòu)造根尖和根的初生生長(zhǎng)根的初生構(gòu)造161根尖roottip

總長(zhǎng)約1～5cm.17成熟區(qū)伸長(zhǎng)區(qū)分生區(qū)根冠根尖的分區(qū)18根冠rootcap

根尖最前端由薄壁細(xì)胞組成保護(hù)分泌粘液脫落－補(bǔ)充－穩(wěn)定外層細(xì)胞排列疏松19根冠與根向地性生長(zhǎng)有關(guān)20根冠細(xì)胞內(nèi)有平衡石-----造粉體RootcapfromArabidopsis

21StatolithSedimentationKinetics22ElectronmicrographsofrootcapcolumellacellsfromArabidopsisseedlingsgrownina1gcontrol(A)andinmicrogravity(B)duringspaceflight.Theamyloplasts(arrows)inthe1gcontrolareinthedistal(“bottom”)partofthecell,andthegravityvectoristowardthebottomofthefigure.Incontrast,theamyloplasts(arrows)inthemicrogravitysamplearedispersedthroughoutthecytoplasm.N=nucleus.2324StatolithSedimentationKineticsandForceTransductiontotheCorticalEndoplasmicReticuluminGravity-SensingArabidopsisColumellaCells25分生區(qū)

meristematiczone位于根冠內(nèi)方的頂端分生組織,是分裂產(chǎn)生新細(xì)胞的部位。分生區(qū)分裂的新細(xì)胞2-轉(zhuǎn)變?yōu)樯扉L(zhǎng)區(qū)3-補(bǔ)償根冠因受損傷而脫落的細(xì)胞1-保持分生區(qū)的體積和功能26原分生組織：初生分生組織：分生區(qū)包括原分生組織和初生分生組織原表皮→→→→→→→→表皮基本分生組織→→→→→皮層原形成層→→→→→→維管柱

27（原分生組織）原表皮層Protoderm基本分生組織Groundmeritem原形成層Procambium初生分生組織28小麥根尖:示分生區(qū)原表皮基本分生組織原形成層原分生組織29根尖的原分生組織中心，有一群分裂活動(dòng)很弱的細(xì)胞群，形成了一個(gè)不活動(dòng)的細(xì)胞區(qū)域，稱為靜止中心(quiescentcenter)InmaizerootstheQCcanconstituteupwardsof800-1200cells,mostofwhichspendanextendedperiodoftime(180-200hours)intheG1phaseofthecellcycle.Maize

30原分生組織玉米根尖31Apromoter-GFPfusiontransgenehighlightsquiescentcentercellsinArabidopsis

roots.

InArabidopsisthequiescentcenter(QC)consistsoffourcellsandissurroundedbymeristematicinitials.QCisresponsibleforemittingasignaltosurroundinginitialcellswhichpreventstheirprematuredifferentiation(vandenBergetal.,1997).HowtheQCformsandismaintainedisnotknown.32LaserablationofthequiescentcenterAfusionoftheSCARECROWpromotertoGFPisusedtovisualizethere-appearanceofquiescentcentercellsintheprovasculardomainfrom3daysafterablationonward.33細(xì)胞體積增大，液泡化程度加強(qiáng)，細(xì)胞質(zhì)成一薄層位于細(xì)胞的邊緣部位，因此外觀上較為透明，可與生長(zhǎng)點(diǎn)相區(qū)別。伸長(zhǎng)區(qū)elongationzone位于分生區(qū)的后方，細(xì)胞分裂活動(dòng)逐漸減弱，細(xì)胞縱向伸長(zhǎng)34根尖細(xì)胞的伸長(zhǎng)35在伸長(zhǎng)區(qū)的后端，相繼分化出原生韌皮部的篩管和原生木質(zhì)部的導(dǎo)管是初生分生組織向成熟區(qū)初生結(jié)構(gòu)的過(guò)渡36根的伸長(zhǎng)是分生區(qū)細(xì)胞的分裂、增大和伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞的延伸共同活動(dòng)的結(jié)果，特別是伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞的伸長(zhǎng)，使根尖不斷向土壤深處推進(jìn)，使根不斷轉(zhuǎn)移到新的環(huán)境，吸取更多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。37根毛區(qū)

maturationzone

根毛區(qū)由伸長(zhǎng)區(qū)細(xì)胞進(jìn)一步分化形成。細(xì)胞停止伸長(zhǎng)，分化為各種成熟組織，亦稱為成熟區(qū)。根毛的存在大大增加了吸收表面。3839根毛是表皮細(xì)胞外壁向外突出形成的頂端封閉的管狀結(jié)構(gòu)

根毛表皮細(xì)胞40成熟的根毛長(zhǎng)約0.5～10mm，直徑5～17μm。根毛的壽命一般為2～3周或更短4120μmWhenepidermalcellsborderasinglecorticalcell,thehomeoticgeneGLABRA-2isselectivelyexpressed,andthesecellswillremainhairless.(Thebluecolorinthislightmicrographindi-catescellsinwhichGLABRA-2isexpressed.)Hereanepidermalcellborderstwocorticalcells.GLABRA-2isnotexpressed,andthecellwilldeveloparoothair.Theringofcellsexternaltotheepi-dermallayeriscomposedofrootcapcellsthatwillbesloughedoffastheroothairsstarttodifferentiate.Corticalcells擬南芥根毛的發(fā)生20微米42模式細(xì)胞有兩兩相對(duì)的6個(gè)壁即橫向壁、徑向壁和切向壁各兩個(gè)43橫向分裂細(xì)胞的分裂方向有三種44徑向分裂切向分裂45分生組織細(xì)胞的分裂方向：切向分裂（平周分裂）徑向分裂（垂周分裂）橫向分裂

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2根的初生構(gòu)造根的初生生長(zhǎng)是由根尖的頂端分生組織經(jīng)過(guò)分裂、生長(zhǎng)、分化發(fā)展而來(lái)，又稱為根的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。初生生長(zhǎng)產(chǎn)生的各種組織，都屬于初生組織，它們組成根的初生結(jié)構(gòu)。位于根毛區(qū)，它由多種組織構(gòu)成。48雙子葉植物根的初生結(jié)構(gòu)表皮epidermis皮層cortex維管柱

vascularcylinder49雙子葉植物根的初生構(gòu)造（毛茛）abc501.表皮epidermis一層活細(xì)胞，由原表皮發(fā)育而來(lái)。細(xì)胞排列緊密、整齊。細(xì)胞壁薄，由纖維素和果膠質(zhì)構(gòu)成，水和溶質(zhì)可以自由通過(guò)。外壁缺乏或僅有一薄層的角質(zhì)膜，無(wú)氣孔。51

許多表皮細(xì)胞向外突出形成根毛，擴(kuò)大了根的吸收面積522.皮層cortex位于表皮之內(nèi)維管柱之外的多層薄壁細(xì)胞，由基本分生組織分化而來(lái)。在初生根中占最大比例。53皮層是水分和溶質(zhì)從根毛到維管柱的橫向輸導(dǎo)途徑。是貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和通氣的部分。是根進(jìn)行合成、分泌等作用的主要場(chǎng)所。一些水生和濕生植物在皮層中發(fā)育氣腔、通氣道。54皮層中靠近表皮的一至數(shù)層細(xì)胞較小，排列緊密，稱為外皮層exodermis在根發(fā)育后期常形成栓化的厚壁組織，替代表皮行保護(hù)作用SmilaxRoot55根皮層最內(nèi)方有一層形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能都較特殊的細(xì)胞，稱為內(nèi)皮層endodermis。56凱氏帶Casparianstrip

:根的內(nèi)皮層細(xì)胞的徑向壁和上下橫向壁有帶狀的木質(zhì)化和栓質(zhì)化加厚區(qū)域凱氏帶德國(guó)植物學(xué)家R.Caspary于1865年發(fā)現(xiàn)的RobertCaspary(1818–1887).57EndodermiswithCasparianstrip(inEquisetumgiganteum)5859在橫切面上，凱氏帶在相鄰細(xì)胞的徑向壁上呈點(diǎn)狀，叫凱氏點(diǎn)380|NATURE|VOL473|19MAY20116061初期的凱氏帶是由木質(zhì)和脂類物質(zhì)組成，后期又加入栓質(zhì)，這幾種物質(zhì)的沉積連續(xù)地穿過(guò)胞間層和初生壁。位于凱氏帶處的質(zhì)膜較厚而平滑，緊貼于凱氏帶上62質(zhì)膜空隙質(zhì)壁分離時(shí)亦不分開(kāi)。63質(zhì)壁分離的凱氏帶（點(diǎn)）6465共質(zhì)體運(yùn)輸和質(zhì)外體運(yùn)輸66水分經(jīng)過(guò)內(nèi)皮層時(shí)只能進(jìn)行共質(zhì)體運(yùn)輸67內(nèi)皮層意義：它阻斷了皮層與中柱間的質(zhì)外體運(yùn)輸途徑，使進(jìn)入中柱的溶質(zhì)只能通過(guò)其原生質(zhì)體（共質(zhì)體運(yùn)輸），使根能進(jìn)行選擇性吸收，同時(shí)防止中柱里的溶質(zhì)倒流至皮層，以維持維管組織中的流體靜壓力，使水和溶質(zhì)源源不斷地進(jìn)入導(dǎo)管。68Cross-sectionalleafandrootanatomyofsaltcress,takenapproximately1mmfromtheroottip.ep,Epidermis;c,cortex;e,endodermis;p,pericycle.69ThewidthsofthelignifiedregionandthetightlyadheringregionoftheplasmamembraneweresignificantlylargerundersaltstressthaninthecontrolsE